虹吸雨水设计与施工探讨

虹吸雨水设计与施工探讨

付博、王国壮、蔡鑫铜、刘志、李超

中建八局第二建设有限公司  山东省济南市   250000

摘要：合理的分析和施工现场，以进行项目概述，设计建议，重要的设计注意事项，施工计划（管道布置和稳定施工，雨水桶的布置）以及虹吸雨水排水系统设计，提供状态。

关键词：屋面排水；虹吸；设计与施工

1工程现状

政府投资部分包括港口区域（包括旅行检查区域，货物检查区域，港口办公区域）和城市支持区域。建筑规模为总建筑面积327,000m2，建筑物的天花板面积为152,300m2;因为是一个非常大的跨度屋顶，并且是一个拥挤的公共场所。传统的重力雨水系统已无法满足要求。这种结构的屋顶使用虹吸雨水排水系统。50-选择珠海大雨的年复发期来设计和计算系统的排水强度并设定径流系数。这是Φ=1.0。根据公式，将50年的暴雨参数计算为q。=7.20L/s・100m3=259.25mm/hr虹吸溢流结构模型用于根据百年一遇的大雨的复发周期批准溢流。100年的强降雨强度为q=7.80L/s・100m3=280.82mm/hr。

2系统设计

2.1水力工程计算

根据Bernori的公式，虹吸雨水的水文计算是在全流量条件下进行的。应按顺序对系统中的每个管道进行精确的水力模型计算，以获得每个管道段的管道直径尺寸，长度值，水流速，水速，水压和其他参数。施工现场水力计算满足以下要求：

（1）屋顶的集水面积是降雨计算的基础。该项目的屋顶是一个大型的双曲面屋顶。划分流边界是一个非常重要的环节。必须计算虹吸加深设计单位。将前一个流动屋顶集水区的水盆图提交给总设计承包商进行确认，以避免基本水量数据中的误差。

（2）虹吸式上排水管道的过渡部分的雨水桶的总损失值和过渡部分的总水头未达到雨水桶与过渡部分之间的高度差。吊管的水速应超过0.75m/s，立管的水速应超过2.2m/s，且不超过10m/s。

（3）从虹吸管上表面到过渡部分下端的水流速必须超过2.5m/s。在压力流变成重力流之前，必须设置混凝土能量耗散井以抵抗阻力。流速过大导致冲刷。

2.2设计过程中要考虑的方面

（1）管道的选择和腐蚀防护。所有虹吸系统雨水管均由不锈钢管制成，管距地面20厘米，直至屋顶，塑料涂层的无缝钢管则从一个到第一个消能井使用。不锈钢管由1.4301（304）级奥氏体非磁性不锈钢制成。该项目位于海滩上，保护裸露的室外管道免受盐雾腐蚀。详细的方法是首先抛光不锈钢雨水排放口的表面，然后抛光20-30μm的密封涂料（比稀释剂更厚），最后在其外表面涂上碳氟化合物。碳氟化合物涂层的厚度为40μm以上，3层涂层和3层烘烤，树脂含量为75％或以上，并且涂层的颜色必须由所有者和设计机构确认。

（2）雨水桶设计。雨水桶配有防护罩和防涡流装置，可以满足“建筑物集水区”（EN1253）的要求。保护罩由防锈铝合金产品制成，整个系统的使用期限和保修期限是统一的。雨水桶主体的材质与不锈钢管的材质相同。

（3）管道沉降措施。该项目位于新近埋入的人工岛上，沉降不稳定，虹吸雨水系统具有较高的密封要求，因此系统管道为沉降缝，伸缩缝和变形缝。如果雨水管道通过沉降缝，膨胀缝或变形缝，请考虑缝隙两侧沉降和膨胀的不均匀性，在此处添加补偿装置和带有相应固定装置的不锈钢。为了确保管道的安全，应使用支撑物以消除相对位移对管道的影响。补偿器的轴向变形电容必须为±40mm，水平位移电容必须为±15mm。如果直管段超过50m，请安装管道补偿器，并在出口管道上安装不锈钢金属软管过渡段，以满足该项目250mm沉降的要求，以防止沉降。不锈钢金属软管，外壁用4种油和3种布进行了防腐蚀处理。

（4）防凝露措施。该项目是人口稠密的交通枢纽。管道的冷凝和滴落会对整个端口的使用和运行产生严重的负面影响，甚至会引起危险的故障，例如短路。因此，有必要在管道表面采取防结露措施。该项目的绝热材料是橡胶泡沫塑料绝热材料，并且厚度为20mm以上。绝缘层必须按照国家标准“管道和设备的绝缘，防冷凝和电加热”03S401进行构造。

3施工方案

根据虹吸雨水系统的特性和所选择的材料，施工现场可以集中在以下方面：

3.1雨水桶的安装

雨水桶的布置必须符合要求。钻洞时，请按照图纸查找雨水桶在排水沟中所在的轴点。雨水桶的型号也不同，并画出了合适的安装孔的线。孔的构造是通过孔线完成的，孔尺寸非常适合放置铲斗。同时，应采取必要的措施以防止开口的沟槽和孔口的端部磨损，并且在开口之后，应将孔口的端部进行光滑的抛光。排水沟孔应能够放置雨水桶，标出打开位置，卸下水桶装置，然后使用电钻开始钻孔。将雨水桶放置在混合混凝土屋顶上，将竖井放置在排水沟中，并将雨水桶主体和防水环的固定螺栓固定在正确的位置。在雨水桶中预留孔，抛光，弄平，冲洗并注入水泥浆。在此，水泥砂浆的比例高于结构层的比例。灌浆完成几次，灌溉测试也必须完成。

3.2管道安装

虹吸作用可建立虹吸排水系统，增加管道中的水流量，对管壁具有较高的清洁效果，并可以在一定程度上改善管道内部的环境。，管道的正压和负压都有变化，这对管道也有很大的影响，这时，管道除了振动力外还会振动，摇摆和运动。非常小心，并在支持和稳定管道方面起主要作用。

（1）不锈钢管接口采用氩气电焊（打底的氩弧焊，不锈钢焊条的手工电焊，对接焊），不锈钢管连接焊和底焊的氩弧焊。焊缝必须充满氩气保护层。焊缝的外观质量不得小于焊缝质量分类标准-ClassIII标准（GB50236规定）的外观质量。涂塑钢管通过开槽的机械接头连接，埋入的涂塑钢管的外壁采用4种油和3种布的防腐蚀措施。

（2）当管道穿过墙壁和地板时，装有金属外壳。地面安装机壳的顶部应从墙壁表面突出20毫米，并且机壳的顶部应放置在浴室中。厨房和浴室应在距离墙壁至少50毫米的高度，并且底部应与地板的高度相同。壁挂式外壳的两侧应与装饰表面齐平。

3.3成品保护

虹吸雨水系统是一个封闭系统。在施工过程中，应注意喷嘴和雨水桶的临时堵塞，以防止碎屑进入系统。雨水桶装有塑料纸粘合保护或其他保护措施，以防止在使用前受到污染。雨水桶与腐蚀性化学物质分开存放。严格禁止携带雨水桶时发生猛烈撞击。对已安装和未交付的雨水桶采取防护措施，以防止其他相关的施工单位在施工过程中受到污染和损坏。为防止雨水桶和连接管堵塞，应在雨水桶中安装金属丝网以进行保护，然后再交付和验收。

4结论

本项目使用的虹吸排水系统的结构图由虹吸设备制造商详细设计，详细设计结果由设计承包商确认并加盖印花。在施工过程中，虹吸管制造商提供产品，安装和保修服务。与许多其他工程案例相比，没有检查设计深度，整个虹吸系统仅由雨水桶产品的制造商提供，其他型号仅由建筑承包商制造。此托管模式项目会影响产品的质量和安装的质量。控制是非常有保证的。然而，在完成并交付后，进行仔细的维护和保养以利用虹吸雨水系统的优势并延长虹吸系统的使用寿命。

参考文献

[1]同济大学建筑设计研究院.CECS183：2005虹吸式屋面雨水排水系统技术规程[S].北京：中国计划出版社，2020.

[2]CECS183:2005虹吸式屋面雨水排水系统技术规程[S].北京：中国计划出版社，2020.

[3]CJJ127—2009建筑排水金属管道工程技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社，2020.

[4]高羽飞，高峰.全国注册公用设备师执业手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2020.